血小板通过表皮生长因子受体依赖的方式体外上调肿瘤细胞程序性死亡配体1

Platelets upregulate tumor cell programmed death ligand 1 in an epidermal growth factor receptor-dependent manner in vitro

作者信息Qiuchen Guo, Michael W Malloy, Harvey G Roweth, Sandra S McAllister, Joseph E Italiano, Elisabeth M Battinelli
PMID35482455
期刊Blood Adv
发布时间2022-10-25
DOI10.1182/bloodadvances.2021006120

实验完整度

实验包括体外血小板与肿瘤细胞共培养、流式细胞术、RT-qPCR、Western blot、CRISPR基因编辑、T细胞杀伤实验等,明确验证了EGF/EGFR通路机制,但缺乏体内模型验证。

主要模型

MDA-MB-468人乳腺癌细胞 A549人肺腺癌细胞 A431人表皮样癌细胞 MCF7人乳腺癌细胞(低EGFR表达)

重点核对

血小板与肿瘤细胞共培养条件(5×10^7/mL血小板,培养24小时) 血小板激活抑制剂处理浓度(阿司匹林100 μM、替格瑞洛1 μM) EGFR阻断或EGF中和处理(西妥昔单抗3 μg/mL、抗EGF中和抗体2 μg/mL) EGFR基因敲除效率(CRISPR,约90%) T细胞杀伤实验效靶比(75000 T细胞对5000肿瘤细胞)

摘要

程序性死亡配体1(PD-L1)是一种免疫检查点蛋白,可抑制细胞毒性T淋巴细胞,并常在癌症中过度表达。由于临床试验结果良好,免疫检查点抑制(ICI)已成为美国食品药品监督管理局批准的免疫肿瘤疗法的一部分;然而,并非所有患者都能从ICI治疗中获益。高循环血小板与淋巴细胞比率与ICI治疗失败相关,但血小板是否在阻碍ICI反应中发挥作用尚不清楚。在此,我们报告将血小板与癌细胞系共培养可增加肿瘤细胞PD-L1的蛋白质和基因表达,而阿司匹林和替格瑞洛等抗血小板药物可降低这种表达。血小板细胞因子阵列显示,包括干扰素-γ在内的公认细胞因子并不是血小板介导的PD-L1上调的主要调节因子。相反,高分子量表皮生长因子(EGF)在血小板中含量丰富,从而引起肿瘤细胞PD-L1的上调。EGF中和抗体和西妥昔单抗(EGFR单克隆抗体)均抑制了血小板诱导的肿瘤细胞PD-L1增加,表明血小板以EGFR依赖性方式诱导肿瘤细胞PD-L1。我们的数据揭示了血小板在肿瘤免疫逃逸中的新机制,并值得进一步研究以确定靶向血小板是否能改善ICI治疗反应。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
血小板是否以及如何影响肿瘤细胞PD-L1表达,从而影响免疫检查点抑制剂疗效?
核心机制
血小板释放的高分子量EGF通过激活肿瘤细胞EGFR信号通路上调PD-L1表达,呈EGFR依赖性。
主要证据
共培养实验显示血小板显著上调肿瘤细胞PD-L1(MDA-MB-468约2倍,A549约1.25倍),且该上调被EGF中和抗体或西妥昔单抗抑制;EGFR敲低或低表达细胞对血小板反应减弱;T细胞杀伤实验显示血小板预处理降低T细胞毒性,西妥昔单抗可逆转。
研究意义
揭示了血小板在肿瘤免疫逃逸中的新机制,提示联合抗血小板或抗EGFR药物可能改善免疫检查点抑制剂治疗反应。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

血小板与肿瘤细胞共培养

评估血小板对肿瘤细胞PD-L1表达的影响

将血小板与肿瘤细胞共培养24小时,然后去除血小板继续培养24小时,通过流式细胞术检测PD-L1表达。

2

抗血小板药物处理验证

验证血小板激活在PD-L1上调中的作用

用阿司匹林或替格瑞洛预处理血小板后共培养,检测PD-L1表达。

3

血小板分泌因子筛选

鉴定介导PD-L1上调的血小板因子

通过细胞因子阵列和ELISA检测共培养上清中细胞因子,并用候选细胞因子处理肿瘤细胞。

4

EGF/EGFR通路验证

验证EGF/EGFR通路是否介导PD-L1上调

用重组EGF或pro-EGF处理肿瘤细胞检测PD-L1;用EGF中和抗体、西妥昔单抗或CRISPR敲除EGFR评估其对血小板诱导的PD-L1上调的影响。

5

T细胞杀伤功能验证

验证血小板诱导的PD-L1上调对T细胞功能的影响

将预培养的肿瘤细胞与T细胞共培养,测定肿瘤细胞杀伤率。

6

临床数据关联分析

探究EGFR与PD-L1表达在患者肿瘤中的相关性

使用TCGA数据库分析EGFR与PD-L1表达的相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
F12K培养基ATCC50-188-269FP
L-15培养基ATCC30-2008
DMEM培养基Gibco11995073
胎牛血清Genesee Scientific25-514H
青霉素-链霉素Gibco15070-063
前列腺素E1----
胶原相关肽----
Transwell 插入式培养皿Corning353494
阿司匹林Millipore SigmaA2093
替格瑞洛Cayman15425
EGF中和抗体R&DMAB236
胰凝乳蛋白酶抑制剂SigmaC7268
GI 254023XTOCRIS3995
西妥昔单抗MedChemExpressHY-P9905
重组人EGFPeprotechAF-100-15
pro-EGFR&D4289-EG-025/CF
干扰素-γBioLegend570202
CD41抗体BioLegend303710
PD-L1抗体BioLegend329706
EGFR抗体BioLegend352908
Zombie NIRBioLegend423105
CRISPRevolution sgRNA EZ试剂盒Synthego--
Alt-R S.p. Cas9核酸酶V3Integrated DNA Technologies1081058
SE细胞系4D-Nucleofector X试剂盒SLONZAV4XC-1032
Lymphoprep密度梯度分离液Stemcell07801
RPMI1640培养基ATCC30-2001
ImmunoCult-XF T细胞扩增培养基Stemcell10981
重组IL-2Stemcell78036
ImmunoCult人CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂Stemcell10970
重组IL-7BioLegend581902
重组IL-15BioLegend570302
重组IL-21BioLegend571202
CellTrace VioletInvitrogenC34571
Lionheart FX全自动显微镜BioTek--
RNAzol RTSigmaR4533
iScript逆转录SuperMixBio-Rad1708841
iTaq Universal SYBR Green SuperMixBio-Rad1725125
IL-8 ELISA试剂盒BioLegend431504
CCL5 ELISA试剂盒BioLegend440804
CXCL5 ELISA试剂盒BioLegend440904
Laemmli样品缓冲液Bio-Rad161-0737
Mini-PROTEAN预制胶Bio-Rad4561096
聚偏二氟乙烯膜Bio-Rad1704157
Trans-Blot Turbo转印系统Bio-Rad--
牛血清白蛋白Millipore82-045-1
含0.5%吐温20的TBS缓冲液Boston BioProductsIBB-181
EGFR抗体 (4267T)Cell Signaling Technology4267T
pEGFR (Tyr1068)抗体 (3777S)Cell Signaling Technology3777S
β-actin抗体 (3700S)Cell Signaling Technology3700S
二抗(小鼠)Cell Signaling Technology7076S
二抗(兔)Cell Signaling Technology7074S
SuperSignal化学发光底物Thermo34577
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--
去污剂兼容蛋白定量试剂盒Bio-Rad5000111
细胞裂解液Cell Signaling Technology9803

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
血小板分离
健康志愿者最近10天未服用血小板抑制剂
阅读提示:Methods: Human platelets isolation
血小板与肿瘤细胞共培养
血小板浓度5×10^7/mL,共培养24小时,培养基为modified PRB
阅读提示:Results: Platelets induce PD-L1 upregulation in tumor cells; Figure 1A
药物处理
阿司匹林100 μM、替格瑞洛1 μM、EGF中和抗体2 μg/mL、chymostatin 10 μg/mL、GI 254023X 10或20 μg/mL、西妥昔单抗3 μg/mL
阅读提示:Methods: Cell culture
流式细胞术检测
抗体浓度:CD41 1:400、PD-L1 1:400(MDA-MB-468和A549)或1:3000(A431)、EGFR 1:3000、Zombie NIR 1:3000;染色25分钟
阅读提示:Methods: Flow cytometry
CRISPR基因编辑
MDA-MB-468细胞培养5天,转染sgRNA和Cas9核糖核蛋白复合物,电穿孔程序DS-120,培养7天后检测EGFR
阅读提示:Methods: CRISPR gene editing of EGFR
T细胞杀伤实验
T细胞与肿瘤细胞比例75000:5000,共培养16小时
阅读提示:Methods: Cytotoxicity assay